Ведение

Успешное функционирование агропромышленного комплекса (АПК) неразрывно связано с реализацией различных технологических процессов в разнообразных почвенно-климатических зонах, с минимальным вредным воздействием на окружающую среду и с наименьшими затратами ресурсов с целью достижения низкой себестоимости и высокого качества сельскохозяйственной продукции. Для механизации отраслей АПК разработана система машин, включающая более двух тысяч наименований технических средств различного технологического назначения, где около 10% составляет доля мобильной техники - автомобилей, тракторов, комбайнов.

Мобильными энергетическими средствами принято называть те самоходные машины, конструкция которых не содержит встроенные рабочие органы, предназначенные для осуществления сельскохозяйственных технологических процессов. Таким образом, основу энергетических средств АПК составляют тракторы и автомобили, обеспечивающие механизацию наиболее трудоемких полевых, транспортных и других видов работ.

Государственный образовательный стандарт высшего профессионально образования по направлению "Агроинженерия" предусматривает оценку технического уровня энергетических средств АПК, направлений и методов улучшения технико-экономических и экономических параметров тракторов, автомобилей и других машин по программе дисциплины "Теория и расчет энергетических средств" (ТРЭС), включающей две части:

• теория и расчет двигателя внутреннего сгорания;

• теория и расчет трактора и автомобиля.

Курсовая работа по дисциплине "Теория и расчет энергетических средств" имеет комплексный характер с полным расчетом энергетического средства (трактора и автомобиля) по индивидуальному заданию и включает:

• анализ и обоснование исходных данных и расчетных параметров;

• тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания;

• тягово-динамический и топливо-экономический расчеты трактора или автомобиля.

Оглавление

Реферат 4

Выбор и обоснование исходных данных 5

Расчет двигателя внутреннего сгорания 6

Расчет рабочего цикла и показателей двигателя 6

Процесс впуска 6

Процесс сжатия 6

Процесс сгорания 7

Процесс расширения 9

Определение основных размеров двигателя и показателей его топливной экономичности 10

Построение индикаторной диаграммы 13

Тепловой баланс двигателя 14

Анализ и построение диаграммы сил, приведенных к оси поршневого пальца 16

Определение сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала 17

Построение диаграммы тангенциальных сил 18

Расчет маховика проектируемого двигателя 18

Расчет подшипника кривошипной головки шатуна 19

Динамический и топливо-экономический расчеты автомобиля 21

Выбор исходных параметров 21

Подбор двигателя к проектируемому автомобилю 22

Динамический расчет автомобиля 24

Расчет топливной экономичности автомобиля 29

Литература 32

Реферат

Курсовой реферат представлен расчетно-пояснительной запиской машинописного текса на 18 листах, графической частью формата А1 на миллиметровой бумаге.

• Расчетно-пояснительная записка содержит:

• Тепловой и динамический расчет автотракторного двигателя;

• Расчет рабочего цикла двигателя;

• Определение основных параметров двигателя;

• Эффективные и экономические показатели двигателя;

• Тепловой баланс двигателя;

• Построение индикаторной диаграммы;

• Кинематический и динамический расчеты двигателя;

Графическая часть содержит:

• Индикаторная диаграмма;

• Графики сил давления газов, инерции и суммарных сил;

• Графики тангенциальной силы одного цилиндра, суммарной силы, силы действующие на шатунную шейку;

• Теоретическая скоростная (регуляторная) характеристика двигателя.

Выбор и обоснование исходных данных

• Ширина автомобиля ;

• Высота автомобиля ;

• Коэффициент сопротивления воздуха ;

• Максимальная скорость движения автомобиля ;

• Полная масса автомобиля ;

• Отношение частот вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости и максимальной мощности ;

• К.П.Д. трансмиссии ;

• Коэффициент суммарной сопротивляемости дороги .

Величина лобовой площади автомобиля определяется по формуле:

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления дороги, рассчитывается по формуле:

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, рассчитывается по формуле:

Мощность двигателя, необходимая для обеспечения максимальной скорости движения автомобиля, определяется по формуле:

Максимальная мощность двигателя подсчитывается по формуле Лейдермина:

Так как расчетная мощность меньше мощности прототипа, то принимаем для дальнейших расчетов .

Расчет двигателя внутреннего сгорания Расчет рабочего цикла и показателей двигателя

Двигатель, как силовая установка мобильного энергетического средства, является его основой, преобразующей различные виды энергии в механическую работу. Современные тракторы и автомобили, являющиеся основными энергетическими средствами в сельскохозяйственном производстве, оборудованы тепловыми двигателями внутреннего сгорания, где реализуются действительные рабочие циклы с учетом назначения и типа двигателя, вида топлива, способов смесеобразования, воспламенения и сгорания топливно-воздушной смеси.

Процесс впуска

Принимаем:

Давление окружающего воздуха ;

Температуру окружающего воздуха ;

Температуру остаточных газов ;

Температуру подогрева свежего заряда .

Давление остаточных газов:

Потери давления на впуске:

Давление в конце впуска:

Коэффициент остаточных газов:

Температура в конце впуска:

Процесс сжатия

Средний показатель политропы сжатия:

где - частота вращения коленчатого вала

Давление в конце сжатия:

Температура в конце сжатия:

Процесс сгорания

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:

где 0,23 и 0,21 - соответственно значения массового и объемного содержания кислорода в 1 кг воздуха;

- соответственно массовые доли углерода, водорода и кислорода, содержащихся в топливе.

Действительно количество воздуха поступившее в цилиндр:

где - коэффициент избытка воздуха.

Количество остаточных газов:

где - коэффициент остаточных газов:

Число киломолей продуктов сгорания 1кг жидкого топлива:

Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

Средняя молекулярная теплоемкость:

свежего заряда

продуктов сгорания

Принимаем:

Низкая теплотворная способность топлива ;

Коэффициент использования тепла .

Потери части теплотворности из-за неполноты сгорания:

Температура в конце сгорания определяется из уравнения:

Давление в конце сгорания: